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稀土永磁同步电动机在化纤纺丝机变频调速中的应用

一、 化纤纺丝机对电气传动的要求：

合成纤维工业诸如涤纶、锦纶、丙纶等都是采用熔体法纺丝。一台纺丝机有许多纺丝位（12部位、24部

位……更多部位），同一个功能的不同纺位的电动机几十台，同一纺位不同功能的电动机几台，它们对电气传动的要求非常严格，对于湿纺工艺的晴纶、维纶及人造纤维中的粘胶纤维，对电气传动要求也类似。化纤纺丝机是一个多电机、小功率的同步驱动系统（含比例同步驱动系统）。它对电气传动的要求可以概括为："四高"和"一少"。

"四高"：即高同步性（一台丝机不同纺位的电机转速要求横向转速一致，纵向比例同步）；高精确性（转速

稳定，精确度高达0.1%～0.01%）；高转速要求或甚高转速（在没有升速齿轮箱条件下，电机转速高达8000～9000r/min，甚至12000r/min）；高可靠性（至少保证一年安全连续运行8000h）。一少：即少维修或免维修，毋需看顾。

二、 化纤纺丝机变频调速控制方案的选择

1、 变频调插花培训速系统控制方案

为了满足纺丝机"四高一少"的要求，选择控制方案。

（1） 异步电动机开环变频调速VVVF+IM开环

虽然电路简单、可靠性大，但是转速精度难以达到0.5～0.01%，所以一般不会选用。

（2） 异步电动机闭环变频调速VVVF+IM闭环

<耐火炉料p>该控制方案，每个闭环系统虽可达0.5～0.01%指标，但是几十个闭环系统调整到相同的转速精度十分艰难麻烦。另外，每个闭环系统都有速度传感器，故障率会高些，可靠性这个指标不能满足，故此方案也不宜被采用。

（3） 永磁同步电动机开环变频调速VVVF+SM开环

由于同步电动机转速精度仅决定供电频率精度，与负荷变化无关。为此，通常采用高精度的变频调速器和永磁同步电动机构成系统，无需采用闭环控制，就可保证电机转速精度达到0.1%～0.01%。

对于涤纶高速纺POY和超高速纺工艺来讲，转速8000～12000r/min，这样高的电机速度也是非变频调速莫属。为了保证纤维的纤度均匀，采用了高精度的变频调速器和永磁式同步电动机的结合，无需采用闭环控制，就可以保证电机转速精度达到0.1%～0.01%水平。

2、 变频调速系统主电然后完全锁紧黑色的旋钮路方案

化纤纺丝机变频调速系统的状况，大致可分为以下三个阶段：对运行中所有重要的结构件自由度说测定的负荷/时间函数

（1）、大变频调速器驱动

由一台大功率变频器U来驱动多台永磁同步电动机MS,如图1所示。电动机 可逐台起动或分组起动。

优点： 系统简单、控制方便，不需加任 何措施，可保证多电机同步运行。

缺点：变频器容量必须选用很大； 单台电动机短路故障有可能引起 变频器跳闸，造成停产。

（2）多台小变频器驱动

每一台电动机均 由一台小变频器驱动，一一对应，如图2所示。对比大变频器驱动，

优点：a、一台变频器驱动一台 电动机，可以实现软起动，变频器容量基本上与电 动机相同；b、压路机某台电动机发生故障时，对应变频 器停止工作，不会影响整台纺丝机的正常运转。

但也存在问题：a、总设定、总起动调节需另加环节；b、n台变频器输出频率会有离散性，存在一定的误差，为达到转速同步，需加串行通信接口。

图2 多台小变频器驱动

图1 大变频调速驱动（3）、公用直流电源多台小逆变器驱动

如图3所示。采用公用直流小逆变器驱动，除了保持小变频器驱动的特点外，还具有下列优点：a、可以实现电动

图3 公用直流电源多台

小逆变器驱动

机电动状态和再生制动状态的能量自动补偿。如纺 丝牵伸联合机、晴纶预牵伸再牵伸机及涤纶短丝后 处理的七辊牵伸机等，为保持一定的牵伸张力，被 拖电机必须处于制动状态。公用直流母排连在一 起，被拖电机变成发电机经续流二极管整流成直流 回馈到直流母线，电机不但无须从电吸收能量， 还可将能量供给其它逆变器，既有利于直流母线电压稳定，又起到节能之目的。b、可以协调整条生产线各台电动机停车。某台电机停得慢时，它将变为 U-整流器 U1-U6-延长其寿命；机器应保持良好接地逆变器 发电状态，使其停车加快；反之，某台电机停得快，直流母排继续对它供电，使其停车慢些，最终各台电动机基本上一起停下来海鲜类。c、可以防止瞬时停电带来的停役故障。变

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